Por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismorresistentes NSR-98
B.6.4.1.2 - Edificaciones en construcción - Es importante considerar la fuerza de viento que actúe sobre una estructura sin terminar, que depende del método y secuencia de construcción y que puede llegar a ser crítica. Es razonable suponer que la velocidad máxima del viento de diseño, Vs, no se presente durante un período de construcción corto, y se puede usar en consecuencia un coeficiente de reducción S3 para calcular el máximo viento probable. Sin embargo, no se permite usar períodos de exposición menores de dos años, con un valor mínimo de S3 = 0.8.
B.6.4.1.3 - Las cargas producidas por el viento deben aplicarse en cualquier dirección.
B.6.4.1.4 - El sistema estructural de la edificación debe ser capaz de transferir a la cimentación las fuerzas producidas por el viento.
B.6.4.1.5 - Los amarres o anclajes del material de cubierta colocado dentro de una distancia 0.2B del borde de los aleros deben diseñarse para una presión negativa (succión), de 1.5 veces la presión dinámica, normal a la superficie.
B.6.4.2 - ANALISIS SIMPLE - Si al evaluar los efectos producidos por las fuerzas de viento con el análisis simple descrito a continuación, se encuentra que éstos no son fundamentales en el diseño, se puede adoptar el análisis simple corno valido, con la presión de viento calculada mediante la ecuación B.6.4.1 y las tablas B.6.4-1, B.6.4-2 y B.6.4-3. Por el contrario, si las fuerzas de viento en algún sentido resultan determinantes, el diseño deberá regirse por el análisis completo como se establece en B.6.4.3 y subsiguientes.
B.6.4.2.1 - Presión producida por el viento - El viento produce una presión:
| p = Cp q S4 (kN/m²) | (B.6.4-1) |
|---|---|
Los valores de q para diferentes intervalos de altura se obtienen de la tabla B.6.4-1, con base en la velocidad del viento básico para el sitio, definida en B.6.5.2.
Tabla B.6.41 - Valores de q en kN/m² (1 kN/m² = 100 kgf/m²)
| Altura (m) | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* | Velocidad (kph)* |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | |
| 0-10 | 0.20 | 0.27 | 0.35 | 0.45 | 0.55 | 0.67 | 0.79 |
| 10-20 | 0.22 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.62 | 0.75 | 0.89 |
| 20-40 | 0.27 | 0.37 | 0.48 | 0.61 | 0.75 | 0.91 | 1.08 |
| 40-80 | 0.33 | 0.45 | 0.59 | 0.74 | 0.92 | 1.11 | 1.32 |
| 80-150 | 0.40 | 0.54 | 0.71 | 0.90 | 1.11 | 1.34 | 1.59 |
| > 150 | 0.50 | 0.68 | 0.88 | 1.12 | 1.38 | 1.67 | 1.99 |
(*véase la figura B.6.5-1)
Tabla B.6.4-2 - Valores de Cp para superficies verticales
| Estructuras prismáticas con h < 2b | 1.2 |
|---|---|
| Estructuras prismáticas alargadas | 1.6 |
| Superficies cilíndricas | 0.7 |
| Superficies planas de poca profundidad tales como vallas | 1.4 |
Tabla B.6.4-3 - Valores de Cp para superficies inclinadas
| Inclinación de la cubierta (grados) | Barlovento | Sotavento |
|---|---|---|
| 0 - 10.0 | - 0.8 | - 0.5 |
| 10,1 - 20.0 | - 0.7 | - 0.5 |
| 20.1 - 30.0 | - 0.4 | - 0.5 |
| 30.1 - 40.0 | - 0.1 | - 0.5 |
| 40,1 - 50.0 | + 0.2 | - 0.5 |
| 50.1 - 60.0 | + 0.5 | - 0.5 |
| 60.1 - 70.0 | + 0.7 | - 0.5 |
| 70.1 - 80.0 | + 0.8 | - 0.5 |
| > 80 | Véase la tabla B.6.4-2 | |
| Para los aleros en todos los casos deberá utilizarse | Cp = - 1.5 | |
| --- | --- | |
| Para pórticos a dos aguas, al considerar el viento soplando paralelamente a la cumbrera se tomará | Cp = -0.6 | |
| --- | --- |
Para los edificios con tino o más lados abiertos se deberá añadir -1.0 a los valores negativos de Cp que aparecen en la tabla B.6.4-3 para superficies inclinadas.
Para efectos de computar la presión del viento sobre una cubierta curva, ésta debe dividirse como mínimo en cinco segmentos iguales. La presión en cada segmento, positiva o negativa, debe determinarse usando los valores de Cp que para la pendiente respectiva aparecen en la tabla B.6.4-3.
Los valores de S4 se determinan de acuerdo con el numeral B.6.6.2.
B.6.4.3 - ANALISIS COMPLETO - Para establecer la fuerza de viento, debe procederse así:
Paso 1 - Se busca la velocidad del viento básico V en el sitio de la construcción de acuerdo con B.6.5.2.
Paso 2 - La velocidad de viento básico se multiplica por los coeficientes S1 S2 y S3, para obtener la velocidad del viento de diseño, Vs, para la parte en consideración, de acuerdo con la siguiente ecuación:
| Vs = V S1 S2 S3 | (B.6.4-2) |
|---|---|
Paso 3 - Para los valores de S1 S2 y S3 síganse B.6.5.3 a B.6.5.6. La velocidad del viento de diseño se convierte a la presión dinámica q, en kN/m², mediante la ecuación:
| q = 0.000625 Vs² S4 (q en kN/M² Y Vs, en m/s) | (B.6.4-3a) |
|---|---|
| q = 0.000048 Vs² S4 (q en kN/M² Y Vs en kph) | (B.6.4-3b) |
Para determinar los valores de S4 véase B.6.6.2.
Paso 4- La presión dinámica q se multiplica luego por el coeficiente de presión apropiado, Cp para obtener la presión p ejercida sobre cualquier punto de la superficie de un edificio.
| p=Cpq . | (B.6.4-4) |
|---|---|
Los valores negativos de Cp indican succión. Puesto que la fuerza resultante sobre un elemento depende de la diferencia de presión entre sus caras opuestas, pueden darse coeficientes de presión diferentes para las superficies externas, Cpe, e internas, Cpi. La fuerza de viento resultante sobre un elemento de superficie actúa normalmente a ésta y vale:
| F = (Cpe - Cpi) q A | (B.6.4-5) |
|---|---|
en donde A es el área de la superficie.
Un valor negativo de F indica que la fuerza va dirigida hacia afuera. La fuerza total del viento, que actúa sobre una superficie, puede obtenerse sumando vectorialmente las cargas que actúan sobre todas las superficies.
Alternativamente, para hallar la fuerza total del viento sobre la edificación en conjunto, en vez de usar el procedimiento del paso 4, puede usarse un coeficiente de fuerza, Cf, cuando éste se conoce. La fuerza total de viento está dada entonces por:
| F = Cf q Ae | (B.6.4-6) |
|---|---|
en donde Ae, es el área frontal efectiva de la estructura. La dirección en la cual actúa la fuerza se indica en las tablas de coeficientes de fuerza.
En B.6.7 se dan coeficientes de presión y de fuerza para varias configuraciones de edificios, y en B 6.8, coeficientes de fuerza para estructuras sin revestir.
B.6.5 - VELOCIDAD DEL VIENTO DE DISEÑO
B.6.5.1 - GENERAL - La velocidad del viento de diseño se calcula mediante la ecuación B.6.4-2.
B.6.5.2. - VELOCIDAD DEL VIENTO BASICO - La velocidad del viento básico, V, es la velocidad de ráfaga de 3 segundos, que se estima será excedida en promedio una vez cada 50 años, medida a 10 m de altura del terreno y en campo abierto. Los valores de esta velocidad deben tomarse del mapa de amenaza eólica, figura B.6.5.1.
B.6.5.3 - COEFICIENTES DE VELOCIDAD DEL VIENTO - La velocidad del viento básico, debe modificarse mediante los coeficientes S1, S2 y S3 para tener en cuenta los efectos topográficos; de rugosidad, tamaño del edificio y altura sobre el terreno; y la vida útil e importancia del proyecto y la densidad del aire respectivamente.
B.6.5.4 - COEFICIENTE DE TOPOGRAFIA, S1 - Deben utilizarse los coeficientes dados a continuación:
Tabla B.6.5-1)
Coeficiente de topografía S1
| Topografía | Valor de S1 |
|---|---|
| (a) Todos los casos excepto los dados en (b) y (c) | 1.0 |
| (b) Laderas y cimas montañosas muy expuestas en donde se sabe que el viento se acelera, y valles donde debido a su forma se concentra el viento. | 1.1 |
| (c) Valles encerrados protegidos de todo viento. | 0.9 |
Figura B.6.5.1
Mapa de amenaza eólica: velocidad del ciento básico
B.6.5.5 - COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DEL TERRENO, DEL TAMAÑO DEL EDIFICIO Y DE ALTURA SOBRE EL TERRENO, S2 - El efecto combinado de estos factores se tiene en cuenta mediante el coeficiente S2, que se obtiene de la tabla B.6.5-2 en función de los siguientes parámetros:
B.6.5.5.1 - Rugosidad del terreno - Para los fines de estas normas la rugosidad del terreno se divide en cuatro categorías así:
Rugosidad 1 - Grandes extensiones de campo abierto, plano o casi plano, sin abrigo, como bordes costeros, pantanos, aeropuertos, pastizales y labrantíos sin cercas de arbustos o piedra.
Rugosidad 2 - Terreno plano u ondulado con obstrucciones de arbustos o cercas alrededor de los campos, con árboles en algunos sitios y una que otra edificación. Como la mayoría de las zonas cultivadas y áreas rurales con excepción de aquellas partes muy boscosas.
Rugosidad 3 - Superficies cubiertas con numerosas obstrucciones de gran tamaño. Se supone que el nivel general de los techos y de los obstáculos es de 10 m, pero esta categoría comprende la mayoría de las áreas construidas diferentes de aquellas incluidas en la categoría 4.
Rugosidad 4 - Superficies cubiertas por numerosas obstrucciones de gran tamaño con techos construidos a 25 o más metros de altura. Esta categoría cubre únicamente los centros de las ciudades donde los edificios son no solamente altos sino poco espaciados.
Tabla B.6.5-2
Coeficiente de rugosidad, tamaño del edificio y altura sobre el terreno, S2
| Rugosidad 1 | Rugosidad 1 | Rugosidad 1 | Rugosidad 2 | Rugosidad 2 | Rugosidad 2 | Rugosidad 3 | Rugosidad 3 | Rugosidad 3 | Rugosidad 4 | Rugosidad 4 | Rugosidad 4 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H (m) | CAMPOS ABIERTOS SIN OBSTRUCCIONES | CAMPOS ABIERTOS SIN OBSTRUCCIONES | CAMPOS ABIERTOS SIN OBSTRUCCIONES | CAMPOS ABIERTOS CON VALLAS | CAMPOS ABIERTOS CON VALLAS | CAMPOS ABIERTOS CON VALLAS | CAMPOS CON MUCHAS VALLAS; PUEBLOS O AFUERAS DE CIUDADES ZONAS CON GRANDES Y | CAMPOS CON MUCHAS VALLAS; PUEBLOS O AFUERAS DE CIUDADES ZONAS CON GRANDES Y | CAMPOS CON MUCHAS VALLAS; PUEBLOS O AFUERAS DE CIUDADES ZONAS CON GRANDES Y | FRECUENTES OBSTRUCCIONES COMO CENTROS DE CIUDAD | FRECUENTES OBSTRUCCIONES COMO CENTROS DE CIUDAD | FRECUENTES OBSTRUCCIONES COMO CENTROS DE CIUDAD |
| CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | CLASE | |
| A | B | C | A | B | C | A | B | C | A | B | C | |
| 3 | 0.83 | 0,78 | 0.73 | 0.72 | 0.67 | 0.63 | 0.64 | 0.60 | 0.55 | 0.56 | 0.52 | 0.47 |
| 5 | 0.88 | 0.83 | 0.78 | 0.79 | 0.74 | 0.70 | 0.70 | 0.65 | 0.60 | 0.60 | 0-55 | 0.50 |
| 10 | 1.00 | 0.93 | 0.90 | 0.95 | 0.88 | 0.83 | 0.78 | 0.74 | 0.69 | 0.67 | 0.62 | 0.58 |
| 15 | 1.03 | 0.99 | 0.94 | 1.00 | 0.95 | 0.91 | 0.88 | 0.83 | 0.78 | 0.74 | 0.69 | 0.64 |
| 20 | 1.06 | 1.01 | 0.96 | 1.03 | 0.98 | 0.94 | 0.95 | 0,90 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.70 |
| 30 | 1.08 | 1.05 | 1.00 | 1.07 | 1.03 | 0.98 | 1.01 | 0.97 | 0.92 | 0.90 | 0.85 | 0.79 |
| 40 | 1.12 | 1,08 | 1.03 | 1.10 | 1.06 | 1.01 | 1.05 | 1.01 | 0.96 | 0.97 | 0.93 | 0.89 |
| 50 | 1.14 | 1.10 | 1.06 | 1.12 | 1.08 | 1.04 | 1.08 | 1.04 | 1.00 | 1.02 | 0.98 | 0.94 |
| 60 | 1.15 | 1.12 | 1.08 | 1.14 | 1.10 | 1.04 | 1.10 | 1.06 | 1.02 | 1.05 | 1.02 | 0.98 |
| 80 | 1.18 | 1.15 | 1.11 | 1.17 | 1.13 | 1.09 | 1.13 | 1.10 | 1.06 | 1.10 | 1.07 | 1.03 |
| 100 | 1.20 | 1.17 | 1.13 | 1.19 | 1.16 | 1.12 | 1.16 | 1.12 | 1.09 | 1.13 | 1.10 | 1.07 |
| 120 | 1.22 | 1.19 | 1.15 | 1.21 | 1.18 | 1.14 | 1.18 | 1.15 | 1.11 | 1.15 | 1.13 | 1.10 |
| 140 | 1.24 | 1.20 | 1.17 | 1.22 | 1.19 | 1.16 | 1.20 | 1.17 | 1.13 | 1.17 | 1.15 | 1.12 |
| 160 | 1.25 | 1.22 | 1.19 | 1.24 | 1.21 | 1.18 | 1.21 | 1.18 | 1.15 | 1.19 | 1.17 | 1.14 |
| 180 | 1.26 | 1.23 | 1.20 | 1.25 | 1.22 | 1.19 | 1.23 | 1.20 | 1.17 | 1.20 | 1.19 | 1.16 |
| 200 | 1.27 | 1.24 | 1.21 | 1.26 | 1.24 | 1 1.21 | 1.24 | 1.21 | 1.18 | 1.22 | 1.21 | 1.18 |
B.6.5.5.2 - Revestimiento y tamaño del edificio - Se establecen tres clases a saber:
Clase A - Todas las unidades de revestimiento, vidriería y cubierta y sus aditamentos, lo mismo que los miembros individuales de las estructuras sin revestir.
Clase B - Todos los edificios y estructuras cuya máxima dimensión vertical u horizontal, no llega a 50 M.
Clase C - Todos los edificios con dimensiones máximas, verticales u horizontales, que sobrepasan los 50 m.
Para entrar a la tabla B.6-5-2, se considera la altura de la parte superior de la estructura, o si se prefiere, puede dividirse ésta en varias partes, y calcularse la fuerza en cada una de ellas, aplicándole el coeficiente S2, correspondiente al nivel superior de cada parte. La fuerza se considera aplicada a media altura de la estructura o parte considerada, respectivamente.
Al estimar la altura sobre el terreno circundante debe darse debida consideración a cualquier condición especial que presente.
B.6.5.6 - COEFICIENTE S3, - Este coeficiente tiene en cuenta el grado de seguridad y de vida útil de la estructura. Según los grupos de uso estipulados en el numeral A.2.5.1, se utilizarán los siguientes valores:
Para todas las edificaciones y estructuras de ocupación normal correspondientes al grupo de uso I S3 = 1.00
Para las edificaciones y estructuras de ocupación especial pertenecientes al grupo de uso II y las diseñadas para prestar servicios indispensables esenciales o de atención a la comunidad, correspondientes a los grupos de uso III y IV S3= 1.05
Para edificaciones agrícolas y estructuras de almacenamiento que por su ocupación implican hijo riesgo para la vida humana y para construcciones temporales S3 = 0.95
B..6.6 - PRESION DINAMICA DEL VIENTO
B.6.6.1 - GENERAL - La presión dinámica del viento, q en (kN/m²) por encima de la presión atmosférica, se obtiene a partir de la velocidad del viento de diseño Vs, hallada en B.6.4.3, mediante la fórmula:
| q = 0.000625 VS²S4 | (q en kN/m2 y Vs, en m/s) | (B.6.6-1) |
|---|---|---|
| q = 0.000048 VS² S4 | (q en kN/m2 y Vs, en kph) | (B.6.6-2) |
B.6.6.2 - COEFICIENTE S4 - Este coeficiente considera la variación de la densidad del aire con la altura sobre el nivel del mar (m). Debe tornarse de la tabla B.6.6:
Tabla B.6.6
Coeficiente S4
| ALTITUD | ALTITUD |
|---|---|
| (m) | S4 |
| 0 | 1,00 |
| 500 | 0.94 |
| 1000 | 0.88 |
| 1500 | 0.83 |
| 2000 | 0.78 |
| 2500 | 0.73 |
| 3000 | 0.69 |
B.6.7 - COEFICIENTES DE PRESION Y COEFICIENTES DE FUERZA
B.6,7.1 - GENERAL - Para determinar la fuerza del viento que actúa sobre una edificación o sobre parte de ella, se multiplica la presión dinámica calculada en B.6.6 por un coeficiente que depende la forma del edificio o estructura y por el área respectiva. Existen dos tipos de coeficientes: los de presión, Cp, y los de fuerza Cf.
Un las tablas B.6.7-1 a B.6.7-9 se presentan los valores de estos coeficientes para algunas configuraciones. Es posible aplicarlas a otros edificios de forma similar.
B.6.7.2 - COEFICIENTES DE PRESION - Los coeficientes de presión se aplican siempre al cálculo de la fuerza de viento que actúa sobre una superficie particular, o sobre parte de la superficie de un edificio. Dicha fuerza se considera perpendicular a la superficie en cuestión y se obtiene multiplicando el área de la superficie por el coeficiente de presión dinámica q. La carga total de viento que actúa sobre un edificio se obtiene luego mediante la suma vectorial de todas las cargas que actúan sobre cada una de las superficies del edificio.
B.6.7.2.1 - En las tablas B.6.7-1 a B.6.7-9 se dan los valores promedio de los coeficientes para direcciones críticas del viento en uno o más cuadrantes. Para determinar la carga máxima que actúa sobre el edificio, se debe calcular la carga total para cada una de las direcciones críticas mostradas, en todos los cuadrantes. En las áreas de alta succión local, que se presentan por lo general cerca a los bordes de muros y techos, es preciso utilizar los coeficientes de efectos locales dados en las tablas, aplicados únicamente a tales áreas.
B.6.7.2.2 - Para el diseño del revestimiento y sus elementos de conexión a un miembro estructural, deben usarse los valores correspondientes a la clase A, con el coeficiente de presión aplicable específicamente al área particular en que está el revestimiento.
B.6.7.2.3 - Para el diseño estructural del elemento que sostiene el revestimiento, deben usarse las clases B o C con el coeficiente de presión aplicable al área donde esté el miembro.
B.6.7.2.4 - En el diseño contra altas presiones locales es necesario tener en cuenta los efectos secundarios como por ejemplo, la distribución debida a la rigidez del revestimiento.
B.6.7.2.5 - Para el diseño de miembros estructurales principales, deben usarse las clases B o C y los coeficientes normales del área en conjunto.
B.6.7.2.6 - Al calcular la carga de viento sobre los elementos estructurales individuales y sobre las unidades de revestimiento y sus conexiones, es necesario tener en cuenta la diferencia de presión existente entre las caras opuestas de dichos elementos o unidades. La fuerza resultante debe ser:
| F = (Cpe Cpi) q A | (B.6.7-1) |
|---|---|
en donde:
Cpe = Coeficiente de presión externa
Cpi = Coeficiente de presión interna
A = Area superficial del elemento estructural o de la unidad de revestimiento
Los valores de Cpe, se obtienen de las tablas B.6.7-1 a B.6.7-9 y los de Cpi siguiendo el método de B.6.9. Un valor negativo de F indica que la fuerza resultante actúa hacia afuera.
B.6.7.3 - COEFICIENTES DE FUERZA - En aquellos casos en que se dan los coeficientes de fuerza, la carga total de viento sobre el edificio o estructura como un conjunto debe calcularse así:
| F = Cf q Ae | (B.6.7-2) |
|---|---|
en donde F es la fuerza que actúa en una dirección específica en las tablas B.6.7-4 y siguientes, y Cf, es el coeficiente de fuerza correspondiente para el edificio. Como dicho coeficiente varía según el viento actué sobre una u otra cara del edificio, es necesario calcular la carga total, para todas las direcciones del viento.
Si la carga de viento se calcula dividiendo el área en partes, a cada una se le debe aplicar el valor Cf, del edificio en conjunto.
B.6.7.4 - ARRASTRE POR FRICCION - En algunos edificios de forma especial debe considerarse una fuerza debida al arrastre por fricción, además de las calculadas en B.6.7.2 y B.6.7.3. En edificios rectangulares revestidos sólo es necesaria dicha adición cuando la relación d/h o d/b es mayor de 4.
El arrastre por fricción, F', en la dirección del viento, está dado por las siguientes ecuaciones:
Para h £ b
| F= C'fqb (d - 4h) + C'fq2h (d - 4h) | (B.6.7-3) |
|---|---|
Para h > b
| F= C'fqb (d - 4b) + C'fq2h (d - 4b) | (B.6.7-4) |
|---|---|
El primer término en cada caso da el arrastre sobre el techo y el segundo el correspondiente a las paredes. Los términos se dan por separado para permitir el uso de valores diferentes de C'f y q sobre las distintas superficies. A continuación se dan los valores de C'f:
C'f = 0.01 Para superficies lisas sin corrugaciones ni nervaduras normales a la dirección del viento.
C'f = 0.02 Para superficies con corrugaciones normales a la dirección del viento.
C'f = 0.04 Para superficies con nervaduras normales a la dirección del viento.
Para otras edificaciones en las cuales es necesario considerar el arrastre por fricción, éste se indica en las tablas de coeficientes de presión y de fuerza.
B.6.8 - COEFICIENTE DE FUERZA PARA ESTRUCTURAS SIN REVESTIR
B.6.8.1 - GENERAL - Estos requisitos se aplican a estructuras que carecen permanentemente de revestimiento y a las que temporalmente se encuentran sin él. Las estructuras que debido a su tamaño y a la velocidad del viento de diseño se encuentran en régimen supercrítico, pueden necesitar cálculos adicionales para garantizar que las cargas máximas no se presentarán con velocidades del viento menores que la máxima cuando el flujo sea subcrítico.
B.6.8.2 - COEFICIENTE DE FUERZA PARA MIEMBROS INDIVIDUALES - Los coeficientes de las tablas corresponden a miembros de longitud infinita. por consiguiente, para aplicarlos a miembros de longitud finita es necesario multiplicarlos por un coeficiente de reducción K que depende de la relación , en donde es la longitud del miembro y ja su ancho en dirección normal a la del viento. Los valores de K están dados en la tabla B.6.8-1.
Cuando cualquier miembro llega a una placa o pared en tal forma que quede impedido el flujo libre de aire alrededor de dicho extremo de miembro, es necesario doblar el valor de la relación , para determinar K. Si ambos extremos del miembro están obstruidos así, dicha relación debe tomarse igual a infinito.
B.6.8.2.1 - Miembros de lados planos - Los coeficientes de fuerza de la tabla B.6.8-2 corresponden a dos direcciones ortogonales y a un eje de referencia del miembro estructural. Se denominan Cfn y Cft, y dan las fuerzas normal y transversal, respectivamente, al plano de referencia, según se indica en los diagramas. Los coeficientes de fuerza dados, son para viento perpendicular al eje longitudinal del miembro y con ellos se calculan las fuerzas normal y transversal:
| Fuerza normal | Fn = Cfn q K j | (B.6.8-1) |
|---|---|---|
| Fuerza transversal | Ft = Cfn q K j | (B.6.8-2) |
Los valores de K se suministran en la tabla B.6.8-1.
B.6.8.2.2 - Secciones circulares - Los coeficientes de fuerza, Cf, de sección circular dependen de los valores DVs, y se dan en la tabla B.6.8-3. Los valores de la tabla sirven para todas las superficies de rugosidad pareja y altura menor de 1/100 del diámetro, es decir para todos los terminados superficiales normales, y también para miembros de longitud infinita. La fuerza está dada por la siguiente ecuación, donde los valores de K se suministran en la tabla B.6.8-1.
| F = Cf q K D | (B.6.8-3) |
|---|---|
B.6.8.2.3 - Alambres y cables - En la tabla B.6.8-4 se dan los coeficientes de fuerza Cf para alambres y cables, en función de los valores DVS.
B.6.8.3 - PORTICOS SIMPLES - Corno el viento puede venir de cualquier dirección, es necesario considerar la situación (le raiga más desfavorable. En el caso de un pórtico simple, ésta corresponde a la condición en la cual el viento sopla formando ángulo recto con el pórtico a menos que se demuestre que otro ángulo es el apropiado. La carga de viento sobre un pórtico simple se debe tomar como:
| F = Cf q Ae | (B.6.8-4) |
|---|---|
en donde:
Ae = Area efectiva del pórtico, medida perpendicularmente a la dirección del viento
q = Presión dinámica del viento
Cf = Coeficiente de fuerza efectiva
En la tabla B,6.8-5 se presentan los coeficientes de fuerza para pórticos simples constituidos por (a) miembros de lados planos o (b) miembros de sección circular en donde todas las partes del pórtico tengan valores DVs, menores o mayores de 6 m²/s.
La relación de solidez f es igual al área efectiva del pórtico, medida perpendicularmente a la dirección del viento, dividida por el área comprendida entre los bordes exteriores del pórtico medida en la misma dirección del viento.
Cuando los pórticos sencillos se componen de miembros de sección circular, es posible que los miembros mayores se encuentren en el régimen de flujo supercrítico (i.e. DVs ³ 6 m²/s) mientras que los más pequeños no lo estén (i.e. DVs< 6 m²/s). También es posible que se fabriquen algunos detalles utilizando secciones planas. En tales casos la fuerza de viento que actúa sobre el pórtico se calcula con un coeficiente de fuerza efectivo igual a:
en donde:
B.6.8.4 - ESTRUCTURAS DE PORTICOS MULTIPLES - Estos requisitos se aplican a estructuras con dos o más pórticos paralelos en los cuales el pórtico a barlovento puede apantallar a los pórticos que quedan a sotavento. El pórtico a barlovento y las partes no apantalladas de los pórticos a sotavento se calculan como se indicó en B.6.8.3, pero la carga de viento de las partes de los pórticos que quedan apantalladas se multiplican por un coeficiente de resguardo h, que depende de la relación de solidez del pórtico a barlovento, del tipo de miembro que lo constituye y de la relación de espaciamiento de los pórticos. En la tabla B.6.8-6 se dan los valores de dicho coeficiente.
B.6.8.4.1 - Cuando hay más de dos pórticos con igual geometría y espaciamiento, se considera que la carga de viento que actúa sobre el tercer pórtico y los pórticos subsecuentes, es igual a la que actúa sobre el segundo.
Las cargas en los diferentes pórticos se deben sumar para obtener la fuerza total sobre la estructura.
B.6.8.4.2 - Se define la relación de espaciamiento como la distancia, centro a centro, entre los pórticos, cerchas o vigas, dividida por la mínima dimensión global del pórtico, cercha o viga, medida en la dirección perpendicular a la del viento. En el caso de estructuras con pórticos triangulares, o con pórticos rectangulares pero colocados diagonalmente con respecto al viento, dicha relación se calcula utilizando la distancia media entre pórticos en la dirección del viento.
B.6.8.4.3 - La relación de solidez aerodinámica que aparece en la tabla B.6.8-6, permite que todas las secciones transversales de miembros sencillos se puedan incluir.
Relación de solidez aerodinámica b = relación de solidez f multiplicada por una constante.
Esta constante es:
1.6 Para miembros con lados planos.
1.2 Para secciones circulares en el rango subcrítico y para miembros con lados planos en conjunto con tales secciones circulares.
0.5 Para secciones circulares en el rango supercrítico y para miembros con lados planos en conjunto con tales secciones circulares.
B.6.8.5 - TORRES DE CELOSIA - Las torres de celosía de secciones cuadradas y de secciones triangulares equiláteras constituyen casos especiales para los cuales puede ser conveniente utilizar un coeficiente global de fuerza en el cálculo de la carga de viento. La carga de viento debe calcularse, por conveniencia, para la condición en la cual el viento sople contra cualquier cara.
La carga de viento F que actúa en la dirección del viento es:
| F = Cf q Ae | (B.6.8-6) |
|---|---|
en donde:
Ae = Area efectiva de la cara (véase B.6.8.3),
q = Presión dinámica del viento (véase B.6.6)
Cf = Coeficiente global de fuerza (véanse las tablas B.6.8-7 a B.6.8-9)
B.6.8.5.1 - En la tabla B.6.8-7 se encuentran los valores del coeficiente global de fuerza para torres de miembros con lados planos. En torres cuadradas de celosía la carga máxima se presenta cuando el viento sopla según la diagonal y se puede tomar como 1.2 veces la carga que produce el viento al actuar sobre una cara. En torres triangulares de celosía se puede suponer que una carga de viento es constante para cualquier incidencia del viento con respecto a la cara.
B.6.8.5.2 - Puesto que en muy pocos casos los miembros de una torre de celosía, compuesta de elementos de sección transversal circular, están en el mismo régimen de flujo, bien sea sub o supercrítico, los cálculos de la fuerza del viento deben llevarse a cabo como se explicó en B.6.8.3, para el caso de los pórticos simples, teniendo en cuenta los coeficientes de resguardo dados en B.6.8.4 Cuando se pueda demostrar que todos los miembros de la torre están en el mismo régimen de flujo, se permite usar los coeficientes de fuerza Cf dados en la tabla B.6.8-8 y B.6.8-9. Estas tablas están basadas en mediciones experimentales y tienen un valor inferior al de las tablas B.6.8-5 y B.6.8-6.
Tabla B.6.7-1
Coeficientes de presión Cpe paredes de los edificios rectangulares revestidos
Tabla B.6.7-3
Coeficientes de presión Cpe para cubiertas a una sola agua,
de edificios rectangulares revestidos con h/w<2
NOTA: Las áreas H y L se refieren a todo el cuadrante
y = h o 0.15w el que sea menor
Notas:
h es la altura hasta el alero del lado más bajo; e es la mayor dimensión horizontal del edificio y w es la menor dimensión horizontal del mismo.
- Se aplica a una longitud w/2 medida desde el extremo a barlovento
** Se aplica al resto
Tabla B.6.7-4
Coeficientes de fuerza Cf
Nota: b es la dimensión del edificio en dirección normal al viento; d es la dimensión del edificio en dirección del viento es la mayor dimensión horizontal del edificio y w es la menor dimensión del edificio.
Tabla B.6.7-5
Coeficientes de presión Cpe para techos a dos aguas de edificios
de varias luces iguales, con h£ w
Arrastre por fricción
Cuando el ángulo del viento es a = 0º, los valores anteriores tienen en cuenta las fuerzas horizontales de arrastre por fricción.
Cuando el ángulo de viento es 90º se debe tener en cuenta el arrastre por fricción según se indica en B.6.7.4.
Tabla B.6.7-6
Coeficientes de presión Cpe para cubiertas en diente de sierra, de edificios de varias luces iguales con h£w'
Arrastre por fricción
el ángulo del viento es a = 0º, los valores anteriores tienen en cuenta las fuerzas horizontales de arrastre por fricción.
Cuando el ángulo de viento es 90º se debe tener en cuenta el arrastre por fricción según se indica en B.6.7.4.
Tabla B.6.7-7
Coeficientes de presión Cp para cubiertas inclinadas aisladas (edificios sin revestir), con ½£h/w'<1
Los coeficientes tienen en cuenta el efecto combinado del viento sobre ambas superficies, superior e inferior, de la cubierta. Cuando se dan dos valores, la cubierta debe diseñarse para que resista ambas condiciones de carga. Además de las fuerzas de succión habrá cargas horizontales aplicadas a la cubierta por la presión que ejerce el viento sobre cualquier franja de cerramiento, y por la fricción del viento sobre la superficie del techo.
Para cualquier dirección del viento sólo tiene que considerarse una de ellas, la que resulte más onerosa. Las cargas sobre franjas de cerramiento se calcularán sobre el área de la superficie que enfrenta el viento, usando un coeficiente de fuerza igual a 1.3
El arrastre por fricción se calculará con los coeficientes dados en B.6.7.4. Para los paneles individuales de revestimiento se tomará Cp igual a ± 2.0
En cubiertas de una sola vertiente se considera que el baricentro se encuentra a 0.25 de la luz, medida desde el borde a barlovento. En cubiertas de doble vertiente se considera que el centro de presión se halla en el punto medio de cada vertiente.
Alternativamente a la Tabla B.6.7-7, pueden emplearse los coeficientes de la tabla B.6.7-7a
Tabla B.6.7-7a
Coeficientes de presión Cp para cubiertas inclinadas aisladas (edificios sin revestir)
| a | Global | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|---|
| -20º | +0.7 ó -1.5 | +0.8 ó -1.5 | +1.6 ó -2.4 | +0.6 ó -2.4 | +1.7 ó -1.2 |
| -15º | +0.5 ó -1.5 | +0.6 ó -1.5 | +1.5 ó -2.7 | +0.7 ó -2.6 | +1.4 ó -1.2 |
| -10º | +0.4 ó -1.4 | +0.6 ó -1.4 | +1.4 ó -2.5 | +0.8 ó -2.5 | +1.1 ó -1.2 |
| -5º | +0.3 ó -1.4 | +0.5 ó -1.4 | +1.5 ó -2.3 | +0.8 ó -2.4 | +0.8 ó -1.2 |
| +5º | +0.3 ó -1.2 | +0.6 ó -1.2 | +1.8 ó -2.0 | +1.3 ó -1.8 | +0.4 ó -1.5 |
| +10º | +0.4 ó -1.2 | +0.7 ó -1.2 | +1.8 ó -1.8 | +1.4 ó -1.6 | +0.4 ó -1.6 |
| +15º | +0.4 ó -1.2 | +0.9 ó -1.2 | +1.9 ó -1.6 | +1.4 ó -1.3 | +0.4 ó -1.7 |
| +20º | +0.6 ó -1.2 | +1.1 ó -1.2 | +1.9 ó -1.5 | +1.5 ó -1.2 | +0.4 ó -1.7 |
| +25º | +0.7 ó -1.2 | +1.2 ó -1.2 | +1.9 ó -1.4 | +1.6 ó -1.1 | +0.5 ó -1.6 |
| +30º | +0.9 ó -1.2 | +1.3 ó -1.2 | +1.9 ó -1.3 | +1.6 ó -1.1 | +0.7 ó -1.6 |
Notas:
1 - Los coeficientes locales se aplican a las áreas localizadas de la cubierta, para el diseño de los elemento de revestimiento y sus elementos portantes.
2 - Los coeficientes globales se emplean para el diseño de los elementos que resisten la cubierta, la resultante se supone aplicada en el centro de la vertiente.
Los coeficientes aplican para el caso de edificios sin revestir, pero según el grado de obstrucciones que haya dentro del edificio, el valor de Cp puede pasar de positivo a negativo, por lo cual deben contemplarse las situaciones correspondientes a el caso de máximo y mínimo, y a su vez, estas combinaciones en una vertiente y cero en la otra.
Tabla B.6.7-8
Coeficientes de fuerza Cf de edificios revestidos sección uniforme, ejercida en la dirección del viento
Tabla B.6.7-8 (continuación)
Coeficientes de fuerza Cf de edificios revestidos sección uniforme, ejercida en la dirección del viento
Las estructuras que por su tamaño y la velocidad del viento de diseño están en régimen de flujo supercrítico pueden necesitar cálculos adicionales para garantizar que las cargas máximas no se presentada a velocidades del viento por debajo de la máxima cuando el flujo va a ser subcrítico.
Los coeficientes son aplicables a edificios sin proyecciones, a menos que se indique lo contrario. En esta tabla se utiliza el producto Vs., b, como indicación del régimen de flujo de aire.
Tabla B.6.7-9
Distribución de presión alrededor de estructuras cilíndricas
Para calcular las fuerzas de viento que tratan de deformar una estructura cilíndrica se pueden usar los valores Cpe. dados en la tabla B.6.7-9. Dichos valores sólo se aplican en régimen supercrítico y por tanto esta limitado su uso a casos en que D>0.3 m. Pueden emplearse para vientos que soplan normales al eje de los cilindros con un eje normal al terreno, (silos y chimeneas) y para cilindros que tengan su eje paralelo al terreno (ej. tanques horizontales), siempre y cuando el espacio libre entre el tanque y el terreno no sea inferior a D.
h, es la altura del cilindro si éste está en posición vertical, o su longitud si está colocado horizontalmente. Cuando el aire fluye libremente por ambos extremos, h se toma igual a la mitad de la longitud al calcular h/D. Se pueden interpolar, si se necesitan, valores intermedios de h/D comprendidos entre 2.5 y 1.0.
Al calcular la carga que actúa sobre la periferia del cilindro, es necesario tener en cuenta el valor de Cpi
En cilindros con extremos abiertos y relación h/D³0.3, se pueden tomar Cpi = - 0.8.
En cilindros con extremos abiertos y relación h/D³0.3, se puede tomar Cpi = - 0.5.
Tabla B.6.8-1
Valores del coeficiente de reducción K para miembros de longitud y esbeltez finitas
Tabla B.6.8-2
Coeficientes de fuerza Cfn y Cft para miembros estructurales individuales, con lados planos, de longitud infinita
Nota
En esta tabla se da el coeficiente de fuerza Cf en relación con la dimensión j y no como en otros casos, en relación con el área frontal efectiva Ae.
Tabla B.6.8-3
Coeficientes de fuerza Cf para miembros estructurales individuales, de sección circular y longitud infinita
Re es el número de Reynolds, Re = DVs/n, siendo D el diámetro del elemento, Vs la velocidad del viento de diseño, y n la viscosidad cinemática del aire, la cual es 1.46 x 10-5 m²/s a 15ºC y presión atmosférica estándar.
Tabla B.6.8-4
Coeficientes de fuerza Cf para alambres y cables (D > 100)
| Régimen de flujo | Alambres de superficie lisa | alambre galvanizado o pintado | cables de trenzado fino | cables de trenzado grueso |
|---|---|---|---|---|
| DVs< 0.6 m²/s | - | - | 1.2 | 1.3 |
| DVs ³ 0.6 m²/s | - | - | 0.9 | 1.1 |
| DVs < 0.6 m²/s | 1.2 | 1.2 | - | - |
| DVs ³ 0.6 m²/s | 0.5 | 0.7 | - | - |
Tabla B.6.8-5
Coeficientes de fuerza efectiva Cf para pórticos simples
| Secciones circulares | Secciones circulares | ||
|---|---|---|---|
| Relación de solidez f | Miembros de lados planos | Flujo subcrítico DVs< 6 m²/s | Flujo supercrítico DVs ³ 6 m²/s |
| 0.1 | 1.9 | 1.2 | 0.7 |
| 0.2 | 1.8 | 1.2 | 0.8 |
| 0.3 | 1.7 | 1.2 | 0.8 |
| 0.4 | 1.7 | 1.1 | 0.8 |
| 0.5 | 1,6 | 1.1 | 0.8 |
| 0.75 | 1.6 | 1.5 | 1.4 |
| 1.0 | 2,0 | 2.0 | 2.0 |
Tabla B.6.8-6
Coeficientes de resguardoh
| Relación de espaciamiento | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de | valor de h para una relación de solidez aerodinámica de |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | ³ 0.8 | |
| hasta 1.0 | 1.0 | 0,96 | 0.90 | 0.80 | 0.68 | 0.54 | 0.44 | 0.37 |
| 2.0 | 1.0 | 0.97 | 0.91 | 0.82 | 0.71 | 0.58 | 0.49 | 0.43 |
| 3.0 | 1,0 | 0.97 | 0.92 | 0.84 | 0.74 | 0.63 | 0.54 | 0.48 |
| 4.0 | 1.0 | 0.98 | 0.93 | 0.86 | 0.77 | 0.67 | 0.59 | 0.54 |
| 5.0 | 1.0 | 098 | 0.94 | 0.88 | 0.80 | 0.71 | 0.64 | 0.60 |
| 6.0 y más | 1.0 | 0.99 | 0.95 | 0.90 | 0.83 | 0.75 | 0.69 | 0.66 |
Tabla B.6.8-7
Coeficiente global de fuerza Cf para torres compuestas de elementos de lados planos
| Relación de solidez f | Torres cuadradas | Torres triangulares equiláteras |
|---|---|---|
| 0.1 | 3.8 | 3.1 |
| 0.2 | 3.3 | 2.7 |
| 0.3 | 2.8 | 2.3 |
| 0.4 | 2.3 | 1.9 |
| 0.5 | 2.1 | 1.5 |
Tabla B.6.8-8
Coeficiente global de fuerza Cf para torres armadas con elementos de sección circular
(1) viento en cualquier dirección
Tabla B.6.8-9
Coeficiente global de fuerza Cf para torres de sección triangular equilátera, armada con perfiles de sección circular
| Relación | Flujo subcrítico DVs<6 m²/s | Flujo supercrítico DVs³6 m²/s |
|---|---|---|
| Todas las direcciones del viento | Todas las direcciones del viento | |
| 0.05 | 1.8 | 0.8 |
| 0.10 | 1.7 | 0.8 |
| 0.20 | 1.6 | 1.1 |
| 0.20 | 1.5 | 1.1 |
| 0.40 | 1.5 | 1.1 |
| 0.50 | 1.4 | 1.2 |
TITULO C
CONCRETO ESTRUCTURAL
CAPITULO C.1
REQUISITOS GENERALES
C.1.1 -ALCANCE
C.1.1.1 - CONCRETO ESTRUCTURAL - En el presente Título se dan los requisitos mínimos que se deben cumplir en el diseño y construcción de estructuras de concreto estructural y sus elementos.
C.1.1.2 - ESTRUCTURAS ESPECIALES - Para estructuras especiales tales como puentes, arcos, silos y chimeneas, los requisitos del Título C de este Reglamento pueden utilizarse cuando sean aplicables, pero su utilización no exime al ingeniero diseñador del cumplimiento de requisitos más restrictivos, propios del diseño de estas estructuras, los cuales están fuera del alcance de este Reglamento.
C.1.1.2.1 - Tanques - Los tanques y compartimentos estancos deben diseñarse de acuerdo con los requisitos del Capítulo C.20 - Tanques y compartimentos estancos de concreto estructural.
C.1.1.3 - PILOTES CAISSONS Y LOSAS SOBRE EL TERRENO - En el Capítulo C.15 se dan requisitos para el diseño de las porciones colocadas en el terreno de pilotes y caissons de concreto, y el diseño de losas soportadas sobre el terreno.
C.1.1.4 - CONCRETO SIMPLE - El diseño y construcción de concreto sin refuerzo y concreto con refuerzo menor que el mínimo indicado por los Capítulos C.1 a C.21 de este Reglamento debe hacerse de acuerdo con los requisitos y limitaciones establecidas en el Capítulo C.22 - Concreto simple.
C.1.1.5 - REQUISITOS DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA PARA DISEÑO SISMO RESISTENTE - La capacidad de disipación de energía en el rango inelástico durante la respuesta ante un sismo de las estructuras de concreto estructural diseñadas de acuerdo con los requisitos del Título C de este Reglamento, está definida de la siguiente manera:
C.1.1.5.1 - Capacidad de disipación de energía mínima (DMI) - Cuando los elementos de concreto estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulos C.1 a C.20 de este Reglamento, además de los requisitos aplicables para este tipo de estructuras presentados en el Capítulo C.21.
C.1.1.5.2 - Capacidad de disipación de energía moderada (DMO) - Cuando los elementos de concreto estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulos C.1 a C.20 y además cumplen los requisitos especiales que para estructuras con capacidad de disipación de energía moderada prescribe el Capítulo C.21 de este Reglamento.
C.1.1.5.3 - Capacidad de disipación de energía especial (DES) - Cuando los elementos de concreto estructural se diseñan de acuerdo con los requisitos de los Capítulos C.1 a C.20 y además cumplen los requisitos adicionales que para estructuras con capacidad de disipación de energía especial prescribe el Capítulo C.21 de este Reglamento.
C.1.1.6 - ZONAS DE AMENAZA SISMICA - Los requisitos para concreto estructural que se dan en el presente Título de este Reglamento deben aplicarse en cada una de las zonas de amenaza sísmica que se definen en el Capitulo A.2 del Titulo A así:
C.1.1.6.1 - Zonas de amenaza sísmica baja - Las estructuras de concreto estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica baja, tal como se definen en A.2.3.1, deben cumplir los requisitos del Título A de este Reglamento con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y como mínimo deben ser estructuras con capacidad de disipación de energía mínima (DMI) tal como las define C.1.1.5.1, aunque se permite el uso de estructuras de concreto con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) y especial (DES).
C.1.1.6.2 - Zonas de amenaza sísmica intermedia - Las estructuras de concreto estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica intermedia, tal como se definen en A.2.3.2 deben cumplir los requisitos del Título A de este Reglamento con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y como mínimo deben ser estructuras con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) tal como las define aunque se permite el uso de estructuras con capacidad de disipación de energía especial (DES).
C.1.1.6.3 - Zonas de amenaza sísmica alta - Las estructuras de concreto estructural y sus elementos, localizadas en zonas de amenaza sísmica alta, tal como se definen en A.2.3.3 deben cumplir los requisitos del Título A de este Reglamento con las limitaciones dadas en el Capítulo A.3 y sólo pueden ser estructuras con capacidad de disipación de energía especial (DES) tal como las define C. 1.1.5.3.
C.1.1.7 - ANCLAJE AL CONCRETO - En el Capítulo C.23 se presentan los requisitos para el empleo de anclajes al concreto por medio de tornillos y pernos con cabeza de anclaje.
C.1.1.8 - En el Apéndice C-A se presentan requisitos alternos para el diseño de elementos a flexión por el método de los esfuerzos de trabajo, como los define el Título B.
C.1.1.9 - En el Apéndice C-B se presentan requisitos alternos para la determinación de los límites de las cuantías, la definición de los coeficientes de reducción de resistencia, f, y la redistribución inelástica de momentos
C.1.1.10 - En el Apéndice C-C se presentan requisitos alternos para el diseño de estructuras mixtas de concreto y acero estructural.
C.1.2 - MEMORIAS Y PLANOS
C.1.2.1 - El contenido mínimo de los planos, memorias, estudios y especificaciones debe ajustarse a lo establecido en las Resoluciones emanadas de la "Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes" de acuerdo con lo que prescriben el Parágrafo 1 del Artículo 6 y el Artículo 42 de la Ley 400 de 1997.
C.1.3 - SUPERVISION TECNICA
C.1.3.1 - La supervisión técnica de la construcción de estructuras de concreto estructural es obligatoria en aquellos casos que lo dispone el Título V, Artículos 18 a 22 de la Ley 400 de 1997: debe llevarse a cabo de acuerdo con lo establecido en el Título I del presente Reglamento y ajustándose a lo indicado en las Resoluciones emanadas de la "Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes" de acuerdo con lo que prescribe el Artículo 42 de la Ley 400 de 1997,
C.1.3.2 - El propietario será el responsable de que lleve a cabo la Supervisión Técnica, de acuerdo con las exigencia del Título I del presente Reglamento.
C.1.3.3 - Cuando la temperatura ambiente sea inferior a 5ºC o mayor de 35ºC debe llevarse un registro de las temperaturas del concreto y de la protección que se le de durante la colocación y el curado.
C.1 .4 - UTILIZACION DE SISTEMAS ALTERNOS DE DISEÑO Y CONSTRUCCION
C.1.4.1 - Pueden emplearse en el concreto estructural sistemas alternos de diseño y construcción cuando se cumplan los requisitos establecidos en el Capítulo 2 del Título II de la Ley 400 de 1997.
C.1.5 - OBLIGATORIEDAD DE LAS NORMAS TECNICAS CITADAS EN EL TITULO C
C.1.5.1 - Las Normas Técnicas Colombianas NTC, citadas en el presente Título del Reglamento, hacen parte de él. Las normas NTC son promulgadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC, único organismo nacional de normalización reconocido por el gobierno de Colombia. (Véase las sección A. 1.5 y C. 3.8).
C.1.5.2 - En aquellos casos en los cuales no exista una norma NTC se acepta la utilización de normas de la Sociedad Americana de Ensayo y Materiales (American Society for Testing and Materials - ASTM) o de otras instituciones, las cuales también hacen parte del Reglamento cuando no exista la correspondiente norma NTC.
C.1.5.3 - Al lado de las normas NTC se ha colocado entre paréntesis una norma de la ASTM o de otra institución. Esto se hace únicamente como referencia y la norma obligatoria siempre será la norma NTC. Esta norma de referencia corresponde a una norma ASTM, o de otra institución, que es compatible con los requisitos correspondientes del Reglamento, y no necesariamente corresponde a la norma de antecedente de la norma NTC. Las normas de antecedente de las normas NTC son las que se encuentran consignadas en el texto de la misma norma.
C.1.6 - SISTEMA DE UNIDADES
C.1.6.1 - El presente Título del Reglamento está presentado en el sistema internacional de medidas (SI). Para efectos de recomendaciones respecto a las unidades preferenciales a emplear en el análisis y diseño de estructuras de concreto reforzado, debe consultarse la Sección C. 8.12 y el Capítulo A. 13.
CAPITULO C.2
DEFINICIONES
C.2.1 - DEFINICIONES
Las siguientes definiciones corresponden a los términos más usados en el presente Título de este Reglamento (se ha colocado entre paréntesis y comillas el término correspondiente en inglés, tal como se emplea en el documento ACI 318-95, con el fin de facilitar la interpretación de algunas definiciones):
Aditivo ("admixture") - Material diferente al cemento, a los agregados o al agua que se añade al concreto, antes o durante la mezcla, para modificar una o varias de sus propiedades, sin perjudicar su durabilidad ni su capacidad de resistir esfuerzos,
Agregado ("aggregate") - Conjunto de partículas inertes, naturales o artificiales, tales como arena, grava, triturado, etc., que al mezclarse con el material cementante y el agua produce el concreto.
Alambre ("wire') - Elemento de acero que cumple las normas NTC 1907 (ASTM A496) y NTC 4002 (ASTM A82) utilizado como refuerzo, cuyo diámetro es menor del No 2 (1/4") ó 6M (6 mm). Puede ser liso o corrugado. Su utilización está limitada:
- (a) como componente de las mallas electrosoldadas,
- (b) individualmente como refuerzo de retracción y temperatura de elementos cuyo espesor impide el uso de barras normales de refuerzo,
- (c) individualmente como refuerzo de flexión en elementos que no formen parte del sistema de resistencia sísmica y cuyo espesor impide el uso de barras normales de refuerzo.
Alambre de preesfuerzo ("prestressing wire") - Elemento de acero que cumple la norma NTC 159 (ASTM A421) utilizado individualmente como acero de preesfuerzo.
Altura efectiva ("effective depth of section") (d) - En una sección, la distancia entre el extremo más comprimido y el centro de gravedad del refuerzo de tracción en secciones sometidas a flexión.
Amarres ("tic elements") - Son elementos que sirven para transmitir las fuerzas inerciales e impiden la separación entre componentes de la edificación tales como zapatas y muros. Elemento utilizado para dar continuidad alrededor de aberturas y huecos en un diafragma. (Véase el Capítulo C.21)
Anclaje ("arnchorage') - En concreto postensado, un elemento utilizado para anclar el tendón al elemento de concreto. En concreto pretensado, un elemento utilizado para anclar el tendón mientras el concreto endurece.
Asentamiento ("settlement") - Hundimiento o descenso del nivel de una estructura debido a la compresión y deformación del suelo o roca de fundación.
Asentamiento (''slump'') (ensayo de) - Resultado del ensayo de manejabilidad de una mezcla de concreto.
Barra corrugada ("deformed bar") - Barra con un núcleo de sección circular en cuya superficie existen resaltes que tienen por objeto aumentar la adherencia entre el concreto y el acero, que cumple con las normas NTC 2289 (ASTM A706) y NTC 248 (ASTM A615).
Barra lisa (''plain reinforcement") - Barra de sección transversal circular sin resaltes o nervios especiales, que cumple con la norma NTC 161 (ASTM A615).
Base de la estructura ("base of structure") - Nivel al cual se supone que los movimientos sísmicos son transferidos al edificio. Este nivel no necesariamente coincide con el nivel del terreno. (Véase el Capítulo C.21).
Capacidad de disipación de energía ("energy dissipation capacity" o "toughness") - Es la capacidad que tiene un sistema estructural, un elemento estructural, o una sección de un elemento estructural, de trabajar dentro del rango inelástico de respuesta sin perder su resistencia. Se cuantifica por medio de la energía de deformación que el sistema, elemento o sección es capaz de disipar en ciclos histeréticos consecutivos. Cuando hace referencia al sistema de resistencia sísmica de la edificación corno un todo, se define por medio del coeficiente de capacidad de disipación de energía R. El grado de capacidad de disipación de energía se clasifica como especial (DES), moderado y mínimo (DMI).
Cargas y fuerzas mayoradas (''factored loads and forces'') - Cargas que han sido afectadas por un coeficiente de carga de acuerdo con las ecuaciones de combinación y mayoración dadas en el Título B. Véase B.2.1.
Carga muerta ("dead load") - La constituida por el peso propio de la estructura más los materiales de construcción y demás elementos que vayan a actuar en forma no interrumpida durante la vida útil de la construcción. Véase el Capítulo B.3.
Carga de servicio ("service load") - La carga muerta mas la carga viva sin estar afectadas por ningún coeficiente de carga.
Carga viva (''live load") - Véase el Capítulo B.4.
Cemento ("cement") - Véase material cementante.
Cercha o armadura estructural ("structural trusses") - Ensamblaje de elementos de concreto estructural que trabajan primordialmente bajo cargas axiales. (Véase el Capítulo C.21).
Cimbra ("shores") - Estructura provisional de madera o elementos metálicos, de forma, dimensiones y seguridad adecuadas para la colocación del refuerzo y el concreto de un elemento estructural, y sostenerlos mientras el concreto adquiere la resistencia adecuada.
Cimentación ("foundation") - Conjunto de los elementos estructurales destinados a transmitir las cargas de una estructura al suelo o roca de apoyo.
Coeficiente de carga ("load factor") - Véase B.2.1.
Coeficiente de reducción de resistencia ("strength reduction factor") (f) - Coeficiente que multiplica la resistencia nominal para convertirla en resistencia de diseño. Véase de B.2. 1.
Columna ("column") - Elemento estructural cuya solicitación principal es la carga axial de compresión, acompañada o no de momentos flectores, torsión o esfuerzos cortantes y con una relación de longitud a su menor dimensión de la sección de 3 o más. Para efectos de las dimensiones mínimas permitidas para su sección y las relacionas límites entre ellas, véanse C. 10.8 y el Capítulo C.21.
Combinaciones de las cargas de diseño ("design load combinations") - Combinaciones de las fuerzas y cargas mayoradas especificadas en B.2.4.
Concreto ("concrete") - Mezcla homogénea de material cementante, agregados inertes y agua, con o sin aditivos.
Concreto ciclópeo ("cyclopean concrete") - Mezcla de concreto simple y agregado grueso seleccionado con tamaños entre 150 y 300 mm, utilizada para la construcción de elementos estructurales que trabajan predominantemente a compresión y que se diseñan de acuerdo con los requisitos del Capítulo C.22.
Concreto de peso normal ("normal weight concrete") - Se entiende por concreto de peso normal aquel en el cual se han utilizado agregados inertes cuya masa específica es mayor que 1840 kg/m³.
Concreto del recubrimiento ("shell concrete") - Es el concreto localizado por fuera del refuerzo transversal de confinamiento.
Concreto estructural ("structural concrete") - El concreto estructural cubre el concreto simple y el concreto reforzado utilizado para propósitos estructurales.
Concreto ligero ("lightweight aggregate concrete") - Concreto que contiene agregado ligero, cuya masa específica no excede 1840 kg /m³, y por lo tanto el concreto producido con ellos tiene una masa específica inferior al del concreto de masa normal. Este tipo de concreto no puede utilizarse sin una aprobación especial de la "Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes", debido a sus propiedades de baja resistencia a los esfuerzos cortantes.
Concreto preesforzado ("prestressed concrete") - Concreto que previamente a su utilización se somete a tratamientos mecánicos destinados a crear esfuerzos de compresión en las zonas que posteriormente reciben esfuerzos de tracción debidos a la aplicación de las cargas. Según el procedimiento de aplicación de los esfuerzos en el acero de tensionamiento con respecto al vaciado del concreto se divide en concreto pretensado y concreto postensado.
Concreto reforzado ("reinforced concrete") - Material constituido por concreto que tiene un refuerzo consistente en barras de acero corrugado, estribos transversales o mallas electrosoldadas, colocadas principalmente en las zonas de tracción, en cuantías superiores a las mínimas especificadas en los Capítulos C.1 a C.21, bajo la hipótesis de compatibilidad de deformaciones entre los dos materiales.
Concreto simple (''plain concrete") - El que no tiene acero de refuerzo, o lo tiene en cuantías menores a las mínimas especificadas en los Capítulos C.1 a C.21 de este Reglamento. Su diseño está regido por los requisitos del Capítulo C.22.
Concreto simple estructural ("plain structural concrete") - Concreto simple utilizado para propósitos estructurales. Véase el Capítulo C.22,
Curado (''curing'') - Proceso por medio del cual el concreto endurece y adquiere resistencia, una vez colocado en su posición final.
Deflexión ("deflection") - La ordenada de la línea elástica, o deformación transversal del elemento estructural.
Deformación unitaria de control por compresión ("compression control strain") - Es la deformación unitaria neta de tracción para condiciones balanceadas. (Véase el Apéndice C-B).
Deformación unitaria neta en tracción ("net tensile strain") -et - Es la deformación unitaria en el acero de tracción al nivel de resistencia nominal, sin incluir los efectos de deformación unitaria causados por el preesfuerzo efectivo, la retracción de fraguado y las variaciones de temperatura. (Véase el Apéndice C-B).
Deriva ("story drift") - Diferencia entre los desplazamientos o deflexiones horizontales de dos pisos consecutivos. Véase el Capítulo A.6.
Diafragmas estructurales ("structural diaphragms") - Son conjuntos de elementos estructurales, tales como las losas de entrepiso o de cubierta, que transmiten las fuerzas inerciales a los elementos del sistema de resistencia sísmica (Véase el Capítulo C.21),
Efectos sísmicos ("earthquake effects") - las solicitaciones de flexión, torsión, fuerzas cortantes, cargas axiales y deformaciones ocasionadas por la acción de un temblor en una estructura cualquiera a los elementos estructurales.
Efectos térmicos ("thermal effects") - Los esfuerzos y las deformaciones ocasionados en los elementos de las estructuras por variaciones en la temperatura.
Elementos a flexión de concreto compuesto ("composite concrete flexural members') - Elementos de concreto, prefabricados o vaciados en el sitio, o ambos, construidos en etapas diferentes pero interconectados de tal manera que todas sus partes respondan a las cargas como tina unidad. (Véase el Capítulo C. 17).
Elementos colectores ("collector elements") - Elementos que sirven para transmitir las fuerzas inerciales dentro del diafragma hasta los elementos del sistema vertical de resistencia sísmica. (Véase el Capítulo C.21).
Elementos de amarre ("ties") - Véase Amarres.
Elementos de borde ("boundary elements") - Parte del borde de la sección muros estructurales y diafragmas que se refuerza con armadura longitudinal y transversal. Los elementos de borde no tienen que ser más anchos que el elemento. Los bordes de. las aberturas de los muros estructurales y diafragmas deben tener elementos de borde si así lo requiere el Capítulo C.21.
Encofrados y formaletas ("formwork") - Moldes con la forma y las dimensiones de los elementos estructurales, en los cuales se coloca el refuerzo y se vierte el concreto fresco.
Esfuerzo ("stress") -- Intensidad de fuerza por unidad de área.
Estado límite ("limit state") - Véase B.2.1.
Estribo y fleje (stirrup, tie) - Elementos que corresponden a una forma de refuerzo transversal, utilizados para resistir esfuerzos cortantes, de torsión y para proveer confinamiento al elemento, consistentes en barras corrugadas, barras lisas, alambres o malla electrosoldada, de una o varias ramas, doblados en forma de L, U, C o rectangulares y colocados perpendicularmente al refuerzo longitudinal o formando un ángulo con él. En elementos que llevan cargas de compresión, como en las columnas, el estribo debe abrazar el refuerzo longitudinal para evitar que éste falle por pandeo y no puede ser fabricado con alambre o con malla efectrosoldada. En este caso puede ser también una barra continua que se enrolla alrededor del refuerzo longitudinal formando círculos, rectángulos o cualquier otra forma poligonal sin tener esquinas hacia adentro de la sección. Cuando cumple ciertos límites de cuantía volumétrica se denomina refuerzo en espiral.
Estribo de confinamiento ("hoop") - Es un estribo rectangular cerrado, de barra de diámetro al menos Nº 3 (3/8") ó 10M (10 mm), o un estribo continuo enrollado alrededor del refuerzo longitudinal. Los estribos de confinamiento pueden componerse de varios elementos de refuerzo, pero todos ellos deben tener en sus extremos ganchos sísmicos de 135º, o más, con una extensión de 6 diámetros de barra pero no menor de 75 mm, que abrazan el refuerzo longitudinal. los estribos de confinamiento deben cumplir los mismos requisitos dados para estribos de columna en el ordinal (c) de C.7. 10.3 Véase el Capítulo C.21.
Estribo suplementario ("crosstie") - Es un elemento de refuerzo transversal fabricado con barra de diámetro NI' 3 (3/8") ó 10M (10 mm) o mayor, que tiene en sus extremos un gancho sísmico de 135º, o más, con una extensión de 6 diámetros de barra, pero no menor de 75 mm, y se permite que uno de sus extremos se utilice un gancho de 901, o más, con una extesión de 6 diámetros de barra. Los ganchos deben abrazar las barras longitudinales de la periferia de la sección. Los extremos doblados de 90º de dos estribos suplementarios que abracen las mismas barras longitudinales deben alternarse de extremo. Los estribos suplementarios deben ser fabricados del mismo diámetro y resistencia a la fluencia de los estribos de confinamiento principales.
Fricción por curvatura ("curvature friction") - En concreto preesforzado la fricción resultante de dobleces y curvas en el perfil especificado de los tendones de preesfuerzo.
Fricción por desviación ("wobble triction") - En concreto preesforzado la fricción causada por desviaciones, u ondulaciones, no intencionales del ducto de los tendones del preesfuerzo de su perfil especificado
Fuerza en el gato ("jacking force") - En concreto preesforzado, la fuerza temporal ejercida por el gato que induce la fuerza de tensionamiento en los tendones de preesfuerzo.
Fuerzas sísmicas especificadas ("specified lateral forces") - Son las fuerzas sísmicas horizontales correspondientes a la distribución en la altura de la edificación del cortante sísmico en la base que prescribe el Titulo A del Reglamento.
Gancho estándar ("standard hook") - Doblez en el extremo de una barra de refuerzo que cumple los requisitos del Capítulo C.7.
Gancho sísmico ("seismic hook") - Es el gancho que debe formarse en los extremos de los estribos de confinamiento y estribos suplementarios, consistente en un doblez de 135º o más, con una extensión de 6 diámetros de barra, pero no menor de 75 mm, que abraza el refuerzo longitudinal del elemento y se proyecta hacia el interior de la sección del elemento.
Junta de construcción ("construction joint") - Interrupción de la colocación del concreto, ya sea temporal, de construcción, o permanente.
Junta de contracción ("contraction joint") - Junta de construcción, o junta parcial (una reducción del espesor del elemento) utilizada para reducir la aparición de esfuerzos internos causada por la restricción a los movimientos causados por retracción de fraguado, flujo plástico, o variaciones de la temperatura, en elementos de concreto simple.
Junta de expansión ("isolation joint") - Separación entre porciones adyacentes de la estructura de concreto, localizada en un lugar establecido durante el diseño de la estructura, de tal manera que no interfiera con el comportamiento de la estructura y que al mismo tiempo permita movimientos en las direcciones apropiadas, y que impida la formación de fisuras y grietas en otras partes de la estructura. En la junta se puede interrumpir parte o todo el refuerzo adherido que la atraviese.
Longitud de desarrollo con gancho estándar ("development length for a bar with a standard hook') - Es la distancia más corta entre la sección crítica donde la barra debe desarrollar su resistencia total, y una tangente a la cara exterior del gancho de 900 o de 1800.
Longitud de desarrollo ("development length") - Es la longitud del refuerzo embebido en el concreto requerida para desarrollar la resistencia de diseño del refuerzo en una sección crítica.
Longitud embebida ("embedment length") - Es la menor longitud de refuerzo embebido dentro del concreto, medida perpendicularmente a la sección crítica.
Losa ("slab") - Elemento estructural horizontal, o aproximadamente horizontal, macizo o con nervaduras, que trabaja en una o dos direcciones, de espesor pequeño en relación con sus otras dos dimensiones.
Material cementante ("cementitious materials") - Material que se especifica en el Capítulo C.3, que tiene propiedades cementantes cuando se utiliza en la fabricación del concreto, ya sea por si mismo, como es el caso del cemento hidráulico (portland), el cemento adicionado, y el cemento expansivo; o cuando estos últimos obran en combinación con cenizas volantes, puzolanas, escoria siderúrgica y humo de sílice.
Memoria de cálculos ("calculations") - Justificación técnica de las dimensiones, refuerzos y especificaciones de una estructura, tal como se presentan en los planos de construcción.
Módulo de elasticidad ("modulus of elasticity") - Relación entre el esfuerzo de tracción o de compresión y la deformación unitaria producida por aquel, para esfuerzos inferiores al limite proporcional del material.
Momento positivo ("positive moment") - El que produce esfuerzos de tracción en la cara inferior de vigas y losas.
Momento negativo ("negative moment") - El que produce esfuerzos de tracción en la cara superior de vigas y losas.
Muro ("wall") - Elemento cuyo espesor es mucho menor en relación con sus otras dos dimensiones usualmente vertical, utilizado para delimitar espacios.
Muro estructural ("structural walls") - Son muros que se dimensionan y diseñan para que resistan la combinación de fuerzas cortantes, momentos y fuerzas axiales inducidas por cargas verticales y horizontales. Un "muro de cortante" (shearwall) es un "muro estructural". Para la diferencia entre muro y columna para efectos del refuerzo transversal, debe consultarse C. 14.3.6.
Nudo ("joint") - Es la porción de la columna limitada por las superficies superiores e inferiores de las vigas que llegan a ella.
Pedestal ("pedestal") - Elemento vertical sometido a compresión, acompañada o no de momentos flectores, esfuerzos de cortante o torsión y que tiene una longitud libre no mayor de tres veces su mínima dimensión transversal.
Pórtico ("moment resisting frame") - Conjunto estructural constituido por vigas y columnas unidas rígidamente.
Postensado ("post - tensioning ") - Método de preesforzado en el cual los tendones se tensionan después de que el concreto haya adquirido la resistencia requerida para la aplicación del las fuerzas de tensionamiento.
Preesfuerzo efectivo ("effective prestress") - Esfuerzo, proveniente del tensionamiento, que permanece en un tendón después de que han ocurrido las pérdidas, excluyendo los efectos de la carga muerta o la carga viva.
Prefabricada ("precast concrete") - Elemento de concreto, con o sin refuerzo, que se construye en un lugar diferente al de su posición final dentro de la estructura.
Preesforzado ("prestressed concrete") - Véase Concreto preesforzado.
Pretensado ("pretensioning") - Método de preesforzado en el cual los tendones se tensionan antes de vaciar el concreto.
Recimbrado ("reshoring") - Cimbra que se coloca bajo tina losa u otro elemento de concreto, después de que la cimbra y formaleta original ha sido retirada de un área mayor, habiendo permitido que la losa o el elemento estructural se deflecte y soporte su peso propio, y las demás cargas de construcción. Se emplea para disminuir las deflexiones permanentes que se producen debido a que el concreto se somete a cargas a una edad relativamente temprana.
Refuerzo ("reinforcement") - Acero en una de las tres formas siguientes, colocado para absorber esfuerzos de tracción de compresión, de corte o de torsión en conjunto con el concreto:
- (a) Grupo de barras de acero corrugado que cumple las normas NTC 2289 (ASTM A706) ó NTC 248 (ASTM A615). 0 barras lisas que cumple la norma NTC 161(ASTM A615), de forma recta, dobladas, con o sin ganchos, o en forma de estribos.
- (b) Mallas electrosoldadas.
- (c) Alambres o cables de alta resistencia destinados principalmente al concreto preesforzado.
Refuerzo corrugado ("deformed reinforcement") - Todo refuerzo que cumple de C.3.5.3, consistente en barras corrugadas, mallas de barra corrugada, alambre corrugado y mallas electrosoldadas de alambre corrugado. Bajo esta denominación se incluyen también las mallas electrosoldadas de alambre liso, las cuales se consideran una forma de refuerzo corrugado.
Refuerzo en espiral ("spiral reinforcement") - Refuerzo transversal consistente en una hélice continua de barra de acero liso o corrugado, que cumple ciertas limitaciones de cuantía volumétrica.
Refuerzo extremo de tracción ("extreme tension steel") - Refuerzo (preesforzado o no preesforzado) que se encuentra más alejado de la fibra extrema en compresión.
Refuerzo liso (''plain reinforcement") - Refuerzo consistente en barras de superficie lisa. El refuerzo de barras lisas no se considera refuerzo corrugado y solo puede utilizarse en aquellos casos explícitamente indicados en el Reglamento (Véase C.3.5).
Refuerzo negativo ("negative reinforcement") - El refuerzo destinado a resistir los efectos del momento negativo.
Refuerzo positivo ("positive reinforcement") - El refuerzo destinado a resistir los efectos del momento positivo.
Refuerzo transversal ("transverse or lateral reinforcement") - El refuerzo destinado a resistir los efectos de los esfuerzos cortantes y de torsión. Incluye, igualmente, el destinado a impedir el pandeo del refuerzo principal en las columnas o en los elementos sometidos a fuerzas de compresión, y el que produce confinamiento.
Refuerzo de retracción y temperatura ("shrinkage and temperature reinforcement") - En losas el destinado a resistir los esfuerzos causados por variación de temperatura o por retracción de fraguado.
Región confinada ("confinement region") - Es aquella parte de los elementos de concreto reforzado confinada por refuerzo transversal de confinamiento que cumple los requisitos especiales dados en el Capitulo C.21.
Resistencia a la fluencia ("yield strength") (fy) - Valor de la resistencia nominal a la fluencia del acero de refuerzo en MPa que se utiliza en el diseño para determinar la resistencia nominal de los elementos de concreto reforzado. La resistencia real a la fluencia debe determinarse por medio de ensayos de los materiales empleados en la obra, realizados de acuerdo con las normas NTC, o en su defecto ASTM, apropiadas y su variación con respecto a la resistencia nominal no debe ser mayor que la permitida por éstas normas.
Resistencia nominal de/ concreto a la compresión ("specified compressive strength of concrete") (f'c) - Resistencia nominal especificada del concreto a la compresión, expresada en MPa, que se utiliza en el diseño para determinar la resistencia nominal de los elementos de concreto reforzado. la resistencia real a la compresión debe determinarse por medio de ensayos de los materiales empleados en la obra, como el promedio de la resistencia de dos probetas cilíndricas, de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura, ensayadas a los 28 días. Estos ensayos se deben realizar de acuerdo con las normas NTC (ICONTEC) apropiadas y la variación de los resultados con respecto a la resistencia nominal no debe ser mayor que la permitida por C.5.6. El significado de la expresión f'c precedida por un símbolo de radical Öf'c indica que se debe tomar la raíz cuadrada del valor de f'c y que el resultado tiene unidades de MPa.
Resistencia de diseño (''design strength") - Resistencia nominal de un elemento, o sección de él, multiplicada por un coeficiente de reducción de resistencia ~. Véanse B.2.1 y C.9.3.
Resistencia nominal ("nominal strength') - Resistencia de un elemento, o sección de él, calculada analíticamente de acuerdo con los requisitos y suposiciones del método de resistencia y sin incluir ningún coeficiente de reducción de resistencia - Véase B.2.1.
Resistencia requerida ("required strength") - Resistencia que debe poseer un elemento o sección de él, para que sea capaz de soportar las cargas mayoradas o sus efectos.
Riostra ("strut") - Es un elemento de un diafragma estructural que se utiliza para proveer continuidad alrededor de una abertura en el diafragma.
Sección controlada por compresión ("compression-controlled section") - Es la sección de un elemento en la cual la deformación unitaria de tracción neta en el refuerzo extremo de tracción, para resistencia nominal es menor o igual al límite para la deformación unitaria de control por compresión.
Sección controlada por tracción ("tension-controlled section") - Es la sección de un elemento en la cual la deformación unitaria de tracción neta en el refuerzo extremo de tracción, para resistencia nominal es mayor o igual a 0.005.
Sistema de resistencia sísmica ("lateral-force resisting system") - Es aquella parte de la estructura compuesta por elementos diseñados para resistir las fuerzas provenientes de los efectos sísmicos.
Supervisor Técnico ("inspector") - Véase C. 1. 3.
Tendón ("tendon") - Refuerzo para concreto preesforzado compuesto por uno o varios torones de preesfuerzo.
Tendón adherido ("bonded tendon") - Tendón de preesfuerzo que está adherido al concreto ya sea directamente o mediante mortero de inyección.
Tendón no adherido ("unbonded tendon") - Tendón de preesfuerzo que no está adherido al concreto y por lo tanto puede desplazarse libremente dentro del ducto que lo contiene y que además está adecuadamente protegido contra la corrosión.
Tirante ("tie") - Elemento estructural sometido principalmente a tracción, acompañada o no de momentos de flexión.
Torón ("strand") - Cable para concreto preesforzado compuesto por siete alambres de acero de alta resistencia trenzados, que cumple la norma NTC 2010 (ASTM A416).
Transferencia ("transfer") - Acción por medio de la cual se transfieren los esfuerzos en los tendones de preesfuerzo del gato o del banco de tensionamiento al concreto.
Viga ("beam, girder'') - Elemento estructural, horizontal o aproximadamente horizontal, cuya dimensión longitudinal es mayor que las otras dos y su solicitación principal es el momento flector, acompañado o no de cargas axiales, fuerzas cortantes y torsiones.
Vigueta, o nervadura ("joist") - Elemento estructural que forma parte de una losa nervada, el cual trabaja principalmente a flexión.
CAPITULO C.3
MATERIALES
C.3.0 - NOMENCLATURA
fy = resistencia nominal especificada a la fluencia del acero no preesforzado, expresada en MPa.
C.3.1 - ENSAYO DE MATERIALES
C.3.1.1 - Para asegurarse que los materiales utilizados en la obra sean de la calidad especificada, deben realizarse los ensayos correspondientes sobre muestras representativas de los materiales de la construcción.
C.3.1.2 - Los ensayos de los materiales y del concreto se deben hacer siguiendo las normas técnicas colombianas, NTC, promulgadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC. A falta de ellas deben seguirse las normas de la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM), de la Asociación Americana de Soldadura (AWS), de la Asociación Americana de Oficiales Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO), y del Instituto del Postensado (PTI) mencionadas en este Reglamento. En C.3.8 se listan las normas NTC, promulgadas por el INCONTEC, ASTM, AWS, AASHTO, y PTI mencionadas en este Título del Reglamento, las cuales hacen parte del mismo Debe consultarse C.1.6 respecto a la obligatoriedad de la normas técnicas mencionadas en este Título del Reglamento.
C.3.1.3 - El registro completo de los ensayos de los materiales y del concreto debe llevarse y conservarse de acuerdo con lo prescrito en el Título I de este Reglamento.
C.3.2 - CEMENTOS
C.3.2.1 - El cemento debe cumplir con las normas NTC 121 y NTC 321. Se permite el uso de cementos fabricados bajo las normas ASTM C150 y ASTM C595. Además se permite el empleo de cementos hidráulicos expansivos fabricados bajo la norma ASTM C845.
C.3.2.2 -- El cemento utilizado en la obra debe corresponder a aquel sobre el cual se base la dosificación de la mezcla de concreto. (Véase C.5.2.)
C.3.2.3 - Se prohibe el uso de los cementos denominados de mampostería en la fabricación de concreto.
C.3.3 - AGREGADOS
C.3.3.1 - Los agregados para el concreto deben cumplir con la norma NTC 174 (ASTM C33).
C.3.3.2 - Los agregados que no cumplan con las especificaciones de C.3.3.1, pero que hayan demostrado, mediante ensayos especiales o en uso, que producen concreto con resistencia y durabilidad adecuadas, pueden ser utilizados cuando así lo autorice el Supervisor Técnico.
C.3.3.3 - El tamaño máximo nominal del agregado no debe ser mayor que:
- (a) 1/5 de la dimensión menor entre los lados de las formaletas,
- (b) 1/3 del espesor de las losas,
- (c) 314 del espaciamiento libre mínimo entre las barras o alambres individuales del refuerzo, paquetes de barras o los tendones o ductos de preesforzado.
Pueden obviarse estas limitaciones si, a juicio del Supervisor Técnico, los métodos de compactación y la manejabilidad son tales que el concreto pueda ser colocado sin que se produzcan hormigueros, vacíos o segregación en la mezcla.
C.3.3.4 - Pueden utilizarse agregados livianos en la producción de concreto estructural, siempre y cuando éstos cumplan con los requisitos de la norma NTC 4045 (ASTM C330).
C.3.4 - AGUA
C.3.4.1 - El agua utilizada en la mezcla del concreto debe estar limpia y libre de cantidades perjudiciales de cloruros, aceites, ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras substancias que puedan ser dañinas para el concreto o el refuerzo. (Se recomienda cumplir la norma NTC 3459)
C.3.4.2 - El agua de mezcla para el concreto preesforzado o para el concreto que vaya a contener elementos embebidos de aluminio, o el agua asociada a la humedad libre de los agregados, no debe contener cantidades perjudiciales de ion cloruro. Véase C.4.4.1.
C.3.4.3 - El agua impotable no debe utilizarse en el concreto, a menos que se cumplan las siguientes condiciones:
C.3.4.3.1 - Que la dosificación esté basada en mezclas de concreto que utilicen agua de la misma fuente.
C.3.4.3.2 - Que los cubos para ensayo de morteros hechos con agua impotable de mezcla tengan resistencias a la compresión a los 7 y 28 días de edad, iguales o mayores al 90% de las resistencias a la compresión de probetas similares hechas con agua potable. La comparación de los ensayos de resistencia debe hacerse sobre morteros idénticos, con excepción del tipo de agua empleada en la muestra, preparados y ensayados de acuerdo con la norma NTC 220 (ASTM C109).
C.3.5 - REFUERZO DE ACERO
C.3.5.1 - El refuerzo debe ser corrugado. El refuerzo liso solo puede utilizarse en estribos, espirales o tendones, y refuerzo de repartición y temperatura. El refuerzo que consista de acero estructural o de tubería estructural, puede ser utilizado como se especifica en el presente Título de este Reglamento.
C.3.5.2 - En los planos debe indicarse el refuerzo que vaya a ser soldado y el procedimiento de soldadura. Las especificaciones para el acero, excepto las que fija la norma NTC 2289 (ASTM A 706), deben complementarse incluyendo un informe sobre las propiedades del material necesarias para cumplir con los procedimientos de soldadura especificados en la norma NTC 4040 (Procedimiento de soldadura para el acero de refuerzo ANSI/AWS D1.4. de la Sociedad Americana de Soldadura).
C.3.5.3 - REFUERZO CORRUGADO - El refuerzo corrugado debe cumplir con las normas de calidad que se dan a continuación y se designan para efectos de este Reglamento como se indica en las Tablas C.3-1 y C.3-2. La comprobación de la designación de la barra se realiza por medio de su peso por metro de acuerdo con los valores dados en las Tablas C.3-1 y C.3-2.
C.3.5.3.1 - Las barras corrugadas para refuerzo deben cumplir con la norma NTC 2289 (ASTM A 706). Además deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:
- (a) La resistencia a la fluencia debe corresponder a la determinada por ensayos sobre barras de tamaño completo. Los esfuerzos obtenidos por medio del ensayo de tracción deben calcularse utilizando el área nominal de la barra tal como se indica en las Tablas C.3-1 y C.3-2.
- (b) No se permite el uso de acero corrugado de refuerzo fabricado bajo las norma NTC 245, ni ningún otro tipo de acero que haya sido trabajado en frío o trefilado, a menos que esté explícitamente permitido por la norma bajo la cual se fabrica cualquiera de los materiales permitidos por el Reglamento.
TABLA C.3-1
DIMENSIONES NOMINALES DE LAS BARRAS DE REFUERZO
(Diámetros basados en milímetros)
| Designación de la barra(véase la nota) | DIMENSIONES NOMINALES | DIMENSIONES NOMINALES | DIMENSIONES NOMINALES | Masa kg/m |
|---|---|---|---|---|
| Diámetro mm | Área mm² | Perímetro mm | ||
| 6M | 6.0 | 28.3 | 18.85 | 0.222 |
| 8M | 8.0 | 50.3 | 25.14 | 0.394 |
| 10M | 10.0 | 78.5 | 31.42 | 0.616 |
| 12M | 12.0 | 113.1 | 37.70 | 0.887 |
| 16M | 16.0 | 201.1 | 50.27 | 1.577 |
| 18M | 18.0 | 254.5 | 56.55 | 1.996 |
| 20M | 20.0 | 314.2 | 62.83 | 2.465 |
| 22M | 22.0 | 380.1 | 69.12 | 2.982 |
| 25M | 25.0 | 490.9 | 78.54 | 3.851 |
| 32M | 32.0 | 804.2 | 100.53 | 6.309 |
| 45M | 45.0 | 1590.4 | 141.37 | 12.477 |
| 55M | 55.0 | 2375.8 | 172.79 | 18.638 |
Nota: La M indica que son diámetros nominales en mm.
TABLA C.3-2
DIMENSIONES NOMINALES DE LAS BARRAS DE REFUERZO
(Diámetros basados en octavos de pulgada)
| DIMENSIONES NOMINALES | DIMENSIONES NOMINALES | DIMENSIONES NOMINALES | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Designación de la barra(véase la nota) | Diámetro de referencia en pulgadas | Diámetro mm | Area mm² | Perímetro mm | Masa kg/m |
| Nº 2 | 1/4" | 6.4 | 32 | 20.0 | 0.250 |
| Nº 3 | 3/8" | 9.5 | 71 | 30.0 | 0.560 |
| Nº 4 | 1/2" | 12.7 | 129 | 40.0 | 0.994 |
| Nº 5 | 5/8" | 15.9 | 199 | 50.0 | 1.552 |
| Nº 6 | 3/4" | 19.1 | 284 | 60.0 | 2.235 |
| Nº 7 | 7/8" | 22.2 | 387 | 70.0 | 3.042 |
| Nº 8 | 1" | 25.4 | 510 | 80.0 | 3.973 |
| Nº 9 | 1-1/8" | 28.7 | 645 | 90.0 | 5.060 |
| Nº 10 | 1- 1/4" | 32.3 | 819 | 101.3 | 6.404 |
| Nº 11 | 1-3/8" | 35.8 | 1006 | 112.5 | 7.907 |
| No 14 | 1-3/4" | 43.0 | 1452 | 135.1 | 11.380 |
| No 18 | 2-1/4" | 57.3 | 2581 | 180.1 | 20.240 |
Nota: El Nº de la barra indica el número de octavos de pulgada del diámetro de referencia
C.3.5.3.2 - Unicamente en zonas de amenaza sísmica baja, tal como se definen en A.2.3 se permite el uso de acero corrugado fabricado bajo la norma NTC 248 (ASTM A615).
C.3.5.3.3 - Las barras corrugadas para refuerzo con una resistencia nominal a la fluencia fy que exceda de 420 MPa, pueden utilizarse siempre y cuando fy sea el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.35% y, además cumplan con la norma NTC 2289 (ASTM A706). Véase C.9.4.
C.3.5.3.4 - Las barras de refuerzo galvanizadas deben cumplir con la norma NTC 4013 (ASTM A 767). Las barras de refuerzo recubiertas con epóxico deben cumplir la norma NTC 4004 (ASTM A 775), o ASTM A 934. El acero del refuerzo galvanizado o recubierto con epóxico debe cumplir las especificaciones de C.3.5.3.1.
C.3.5.3.5 - Se permite el uso de alambre corrugado que cumpla la norma NTC 1907 (ASTM A496), excepto que no puede ser menor que el tamaño D-4 (diámetro 5.7 mm) y para alambre con una resistencia a la fluencia nominal fy, que exceda de 420 MPa, fy debe ser el esfuerzo que corresponda a una deformación unitaria del 0.35%, si el esfuerzo nominal a la fluencia utilizado en el diseño excede 420 MPa. No se permite el uso de alambres individuales, corrugados o lisos, como refuerzo en forma de estribos ni como refuerzo longitudinal en elementos que formen parte del sistema de resistencia sísmica.
C.3.5.4 - MALLAS ELECTROSOLDADAS - Las mallas electrosoldadas se consideran una forma de refuerzo corrugado. Los alambres para mallas electrosoldadas y las mallas en sí, deben cumplir las siguientes normas:
C.3.5.4.1 - la malla electrosoldada de alambre liso, debe cumplir con la norma NTC 1925 (ASTM A185), excepto que para alambre con una resistencia a la fluencia nominal superior a 420 MPa, fy debe ser el esfuerzo que corresponde a una deformación unitaria del 0.35%. Las intersecciones soldadas no deben estar espaciadas a más de 300 mm en la dirección del esfuerzo calculado, excepto cuando la malla electrosoldada se utiliza como estribos de acuerdo con C.12.13.2.
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